Оценка и прогнозирование экотоксичности пестицидов по daphnia magna straus
Скачать 0.61 Mb.
|
На правах рукописи ЖЕРДЕВ НИКОЛАЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ ОЦЕНКА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭКОТОКСИЧНОСТИ ПЕСТИЦИДОВ ПО DAPHNIA MAGNA STRAUS 03.00.16 – экология А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Ростов-на-Дону - 2009 Работа выполнена в отделе рыбохозяйственной токсикологи Азовского научно-исследовательского института рыбного хозяйства (ФГУП “АзНИИРХ”) Научный руководитель: доктор биологических наук Кренева Софья Викторовна Официальные оппоненты: доктор биологических наук Бакаева Елена Николаевна доктор биологических наук Балыкин Павел Александрович Ведущая организация: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Защита диссертации состоится 19 ноября 2009 г. в 17-00 на заседании диссертационного совета Д 212.208.32 по биологическим наукам при Южном федеральном университете (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Б.Садовая, 105, ЮФУ, 304 ауд., e-mail: denisova777@inbox.ru, факс: (863)2638723). С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Южного федерального университета (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская 148) и на сайте Южного федерального университета по адресу: www.sfedu.ru. Автореферат разослан 19 октября 2009 г. Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук Денисова Т.В. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследований. Методы определения токсикологических параметров пестицидов длительны по времени, трудоемки и требуют значительных затрат, поэтому научно-исследовательские лаборатории не могу своевременно предоставлять токсикологическую оценку нарастающему потоку новых пестицидов. В этой связи существует актуальность создания надежных и достоверных расчетных методов оценки экотоксичности пестицидов. Для этого разрабатываются тест-системы различного биологического уровня in vitro, которые позволяют выявить связь между структурой и активностью химических веществ, а также использовать количественную зависимость химическая структура – биологическая активность для целей прогноза токсичности пестицидов. Прогноз на основе количественных зависимостей химическая структура – биологическая активность является одним из альтернативных методов в токсикологии и должен стать необходимой составляющей в комплексе методов изучения токсичности и опасности веществ, загрязняющих окружающую среду. Поэтому предварительную оценку токсичности новых химических веществ на основе математических моделей прогноза необходимо рассматривать как один из первых этапов исследовательских работ по экспериментальному обоснованию предельно-допустимых концентраций (ПДК). Результаты предварительного математического прогнозирования параметров токсичности позволяют правильно планировать эксперимент, обосновано выбирать концентрации химических веществ для постановки опытов и тем самым уменьшить вероятность ошибки, сократить количество необходимых животных, длительность и стоимость токсикологических исследований, выявить механизм действия и определяющий токсический эффект при хронической интоксикации. В рыбохозяйственной токсикологической научной литературе нет работ, описывающих математические модели прогноза токсичности пестицидов для Daphnia magna Straus, выступающей в большинстве случаев в качестве лимитирующего звена при установлении предельно-допустимых концентраций (ПДК). Отсутствуют работы по изучению хронического токсического действия на различные стороны жизнедеятельности Daphnia magna перспективных для сельского хозяйства гербицидов нового поколения – производных сульфомочевин и арилоксифеноксипропионовых кислот. Все вышеизложенное обуславливает актуальность выбранной темы исследования. Цель и задачи исследования. Цель работы – на основе количественных зависимостей химическая структура – биологическая активность научно обосновать математические модели прогноза токсичности пестицидов, относящихся к разным химическим классам, для Daphnia magna Straus – как тест-объекта биотестирования и нормирования токсико-метрических параметров химических веществ. В связи с этим были определены следующие задачи:
Основные положения, выносимые на защиту:
Научная новизна.
Практическая значимость работы.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на российских и международных конференциях: “Вторая Всесоюзная конференция по рыбохозяйственной токсикологии, посвященная 100-летию проблемы качества воды в России” (Санкт-Петербург, 1991); Международная конференция “Новые технологии в защите биоразнообразия в водных экосистемах” (Москва, 2002); Вторая международная научная конференция “Биотехнология – охране окружающей среды” (Москва, 2004); Международная научная конференция “Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии генетики животных” (Саранск, 2005); Вторая научная конференция с участием стран СНГ “Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов” (Петрозаводск, 2007); Международная конференция “Ихтиологические исследования на внутренних водоемах” (Саранск, 2007); Международная научная конференция “Исследования Мирового океана” (Владивосток, 2008); Международная научная конференция “Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины” (Ростов-на-Дону, 2008). Публикации. По теме диссертации опубликовано 38 научных работ, объемом 4,9 п.л., из них 1 статья в изданиях, рекомендованных ВАК. Доля участия автора в публикациях составляет 69% (3,4 п.л.). Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из: введения; обзора литературы; описания постановки экспериментов и методов исследования; 2-х глав собственных исследований; обсуждения результатов; выводов и списка использованной литературы, включающей 134 источник отечественных и 38 зарубежных авторов. Объем диссертации 170 страниц машинописного текста. Работа иллюстрирована 34 таблицами и 13 рисунками. Работа проводилась в отделе рыбохозяйственной токсикологии АзНИИРХ и ФГУП “АзНИИРХ”в рамках госконтрактов с Государственным комитетом РФ по рыболовству согласно Отраслевой программе “Научно-техническое обеспечение развития рыбного хозяйства России”, проект “Экология”. Личный вклад в работу заключается в непосредственном выполнении экспериментальных исследований по всем разделам диссертационной работы, проведения анализа и обобщения результатов работы, сборе, систематизации и анализе литературных и экспериментальных данных. Изучение острой токсичности препаратов проводилось совместно со старшим научным сотрудником Власенко Е.С., научным сотрудником Федоровой Е.А. ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПЕСТИЦИДНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ Освещены вопросы воздействия пестицидного загрязнения на водные экосистемы. Изложены данные литературы о негативном влиянии пестицидов на основные показатели жизнедеятельности Daphnia magna и других беспозвоночных гидробионтов. Приведена по литературным источникам химическая классификация пестицидов и показано влияние некоторых их химических классов на физиологическое состояние Daphnia magna. Освещены вопросы биологического действия пестицидов от их химической структуры. Обсуждается возможность использования зависимости химическая структура – биологическая активность в целях прогноза параметров токсичности пестицидов. ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Изучение токсического действия пестицидов выполнялось в условиях лабораторного эксперимента. Объектами исследования являлись действующие вещества и препаративные формы пестицидов, как отечественного, так и импортного производства. Для выявления связи химическая структура – биологическая активность и корреляционного анализа изучены и использованы токсикометрические параметры 43 действующих веществ и 83 препаративных форм пестицидов. Для исследования хронического действия пестицидов – производных арилоксифеноксипропионовых кислот использовано 2 действующих вещества и 1 препаративная форма, сульфонилмочевин – 5 действующих веществ. Всего использовано 7 показателей, проведено 32148 анализов. Основные направления и объем исследований представлены в таблице 1. В практике водной токсикологии широко применяется метод использования ветвистоусых ракообразных в качестве тест-объектов. В настоящее время у нас в стране и за рубежом наиболее часто используют Daphnia magna как стандартный биотест для токсикологических исследований. Токсикологические эксперименты проводились на D. magna в возрасте 18-24 часов. Исследования выполнялись на базе отдела рыбохозяйственной токсикологии АзНИИРХ. Оценку токсичности пестицидов для дафний проводили согласно методическим рекомендациям (“Методические указания по установлению эколого-рыбохозяйственных нормативов (ПДК и ОБУВ) загрязняющих веществ для водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение”, 1998). Таблица 1.Основные направления и объем исследований
Степень токсичности различных концентраций исследуемых веществ на жизнедеятельность дафний оценивали по следующим показателям: выживаемость, сроки наступления половой зрелости, количество пометов, плодовитость, численность и соотношение возрастных групп популяции. Экспериментальные исследования по оценке токсичности пестицидов состояли из двух этапов: острых опытов продолжительностью 96 часов и хронических – 30 суток. Острый опыт ставился с большим диапазоном концентраций изучаемых веществ, который должен обеспечить гибель дафний от 0 до 100 %. На основании результатов острого опыта выбирали концентрации для хронического эксперимента. Острый и хронический эксперименты проводили в сосудах емкостью 0,5 л, в которые помещали по 10 экземпляров дафний. Опыты по оценке действия пестицидов на популяцию рачков продолжительностью 21 сутки проводили в литровых емкостях, в которые также помещали по 10 экземпляров дафний. Постановка экспериментов осуществлялась в трехкратной повторности при постоянных концентрациях пестицида. Растворы токсиканта менялись в зависимости от стабильности пестицида. Исходные растворы пестицидов, плохо растворяемых в воде, приготовляли в растворителе диметилсульфоксид с последующим разбавлением до нужной концентрации водой. В этом случае, ставили параллельную серию опытов для выявления эффекта растворителя на тест-объект в соответствующих концентрациях. На основании выживаемости дафний в остром и хроническом эксперименте рассчитывали токсикометрические параметры ЛК16, ЛК50, ЛК84 методом пробит-анализа (Прозоровский, 1962). Оценку токсического действия пестицидов проводили по результатам плодовитости дафний, численности популяции рачков, которые подвергали статистической обработке с привлечением t-критерия Стьюдента (Лакин, 1973). Поиск зависимости биологической активности пестицидов от их физико-химических свойств, включал в себя: - сбор и первичную обработку данных о параметрах токсичности анализируемых пестицидов (по результатам собственных экспериментов); - поиск физико-химических констант, отражающих особенности токсического действия веществ и выбор констант наиболее отвечающих механизму токсического действия (по литературным данным); - корреляционно-регрессионный анализ и вывод уравнений регрессии. Сведения о коэффициенте распределения октанол/вода (Kow) взяты из справочника по пестицидам (“The Pesticide Manual”, 1997). При статистической обработке результатов исследований использовались программы STATISTICA и Microsoft Excel'98 в среде Windows'98. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Примерная тематика рефератов Гигиеническая оценка и прогнозирование изменений здоровья военнослужащих в зависимости от условий учебно-боевой деятельности и коммунально-бытового... | | Слайд 1 Прогнозирование и оценка обстановки в интересах подготовки к защите и по защите населения, материальных и культурных ценностей, а... |
| Опасные пестициды и спмрхв пособие для нпо основа для действий по... Основа для действий по защите здоровья человека и окружающей среды от опасных пестицидов | | Программа вступительных испытаний по истории россии Максимальное количество 50 баллов.)Баллы, полученные за выполненные задания, суммируются. Максимальный балл за выполнение всей работы... |
 | Прогнозирование и планирование в налогообложении Рабочая программа учебной дисциплины «Прогнозирование и планирование в налогообложении» составлена в соответствии с требованиями... | | Д. В. Лазутина Налоговое планирование и прогнозирование Д. В. Лазутина Налоговое планирование и прогнозирование: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для бакалавров направления... |
| Программа по дисциплине «Прогнозирование и планирование в налогообложении» «Прогнозирование и планирование в налогообложении» составлена в соответствии с учебным планом соответствующих специальностей. Она... | | 1. Оценка и прогнозирование инвестиционного рынка Понятие инвестиционного... ... |
| Правописания сочетаний Ать учебную задачу урока, учитывать выделенные учителем ориентиры действия; осуществлять контроль в форме сличения способа действия... | | Программа дисциплины «Социально-экономическая система современной... Рс – работа на семинарах, р – оценка за реферат, Эс – оценка за эссе, Эк – оценка за устный экзамен |
| Программа дисциплины «Социально-экономическая система советской и... Рс – работа на семинарах, р – оценка за реферат, Эс – оценка за эссе, Эк – оценка за устный экзамен | | Реферат отчет по нир на тему: Разработка и внедрение подсистемы ситуационного... Моделирование экономических систем, демография и трудовые ресурсы, долгосрочное прогнозирование, ситуационное прогнозирование и индикативное... |
| Всю ночь крепко закрыты з…л…тые к…рзинки одуванчика Понятие о качестве образования. Оценка как элемент управления качеством. Традиционные и современные средства оценки (рейтинг; мониторинг;... | | Контрольная работа по русскому языку №2 по теме «Правописание приставок» Понятие о качестве образования. Оценка как элемент управления качеством. Традиционные и современные средства оценки (рейтинг; мониторинг;... |
| Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «средняя общеобразовательная... Понятие о качестве образования. Оценка как элемент управления качеством. Традиционные и современные средства оценки (рейтинг; мониторинг;... | | Демонстрационный вариант диагностической работы по русскому языку для учащихся 5 классов Понятие о качестве образования. Оценка как элемент управления качеством. Традиционные и современные средства оценки (рейтинг; мониторинг;... |
